SP3D軟件在配管設計中的應用

鄧麗麗

(廣東寰球廣業工程有限公司 工藝管道室，廣東 廣州 510655)

隨著化工裝置逐步大型化，全面的智能的計算機三維設計軟件SP3D(Smart Plant 3D)越來越多的應用在化工企業的工廠設計當中，三維模型設計是工程設計重要的組成部分。SP3D是由美國INTERGRAPH開發的新一代工廠設計軟件，它是一個完整的工廠設計軟件系統，包括建立三維的工廠模型、工廠設計的碰撞檢查、輸出施工圖和材料統計表等，為用戶提供一整套的電子文件，方便項目的復用，可以在工廠的生命周期中對其進行維護[1]。SP3D軟件擁有設備、結構、管道、電氣、管支架等設計模塊，各專業可以一起協同設計。本文主要介紹配管專業使用SP3D設備，管道，支架設計模塊建模時的一些注意事項與技巧。

圖1 SP3D三維模型Fig.1 SP3D model

1 設備建模

設備建模主要建立設備外形大小尺寸、管嘴、人孔、支耳、爬梯等，為管道建模做好準備，也為設計檢查碰撞，人孔開啟等提供直觀性的校對便利。每一個設備都有一個定位點，這個定位點的定位位置會在生成平面布置圖時體現。所以在建設備時，設備的定位點應該跟設備布置圖上的設備定位點坐標一致，這樣既有利抽取數據來校核設備定位點是否正確，也避免出管道布置圖大量手動修改設備的定位尺寸。

設備模塊中已經集成很多參數化設備組件，例如支耳，人孔，泵等。在設備建模時，可以直接選用這些設備組件，按要求輸入要建立設備的參數，就可以得到設備，比以一個圓柱一個方柱堆積的"搭積木"建模方式的更加快捷，更加形象直觀。在參數化設備組件不能完全體現設備時，在參數化設備組件基礎上再添加其他元件來建成想要的設備模型。

SP3D中管嘴定位，要先放置一個基準點，這個基準點的位置，應該放在設備圖紙管嘴主要的定位尺寸線上，這樣既方便管嘴定位數據的輸入，也有利后期管嘴校核，尺寸修改。同一個設備上的管嘴，建好一個管嘴后，剩余的管嘴使用復制粘貼的方式建立，僅需要修改管嘴定位數據，比較快捷準確。

2 管道建模

相對于PMDS軟件，SP3D的管道建模的操作界面更友好。管道元件不需要一個一個添加，添加閥門，會自動生成配對的法蘭，螺栓墊片，用鼠標拖動閥門，就可以挪動位置，大幅度減少了完成任務所需的擊鍵次數及按動鼠標的次數，從而加快了設計過程。

管道模塊中集成了很多儀表外形，在上儀表閥門時，同一種類型的儀表閥門，不同的設計人可能選取不同的外形，參考不齊。在項目的建模規定上，最好根據該項目的儀表閥類型，

對那一種類型的儀表閥，選取哪一種的儀表外形，這樣既統一美觀，也利于校核。

SP3D軟件建坡度管道較PDMS麻煩。PDMS的坡度管，只要在正常管道選取坡度命令，輸入坡度和坡向，管線的管子，閥門等管件都會子都自動計算得到坡度管。而SP3D需要在剛開始建管道的run屬性時，就要設計設置好坡度和坡向。如果管道已經建好，是不能再修改為坡度管。所以在坡度管在開始建時，就應該注意設置坡度，對坡度管的修改，使用水平挪動，要注意是否錯位。如果有錯位，要善于用撤回(undo)功能返回上一步。

3 管支架建模

SP3D中的管架功能還是比較強大，支持用戶導入自定義的管架，也支持管架的自動命名功能，節約手動命名的時間，也保證了準確性。用戶可以建立實體的管架，也可以建邏輯架，實體的管架更加形象直觀，有利于檢查碰撞、安裝空間。

管架模塊中主要有三種方式建管架。第一種選用結構梁來定位管架，這個適于有結構梁的情況，管架的位置以梁中心定位，如果挪動梁的位置，管架隨之會挪動。第二種定位管架的放置點建模，但是也要選取梁，管架是連續的，設置好第一個，可以繼續放置第二個，在管廊上管托時使用就很方便。第三種不需要選取梁，需要用戶自己定義。對于模型已經建有結構梁的管架位置，用第一種比較方便；第三種不用選取梁來定位，不受梁刪除，挪動等影響，在梁不確定時應用也比較方便。

管支架模塊有些管架的外形位置與管架的定位點有偏差，而最終出圖的軸測圖中的位置是以管架定位點位置定位的，這樣導致模型里看到的管架位置正確，但是軸測圖位置不對。這些管架需要以邏輯架加上實體架的方式手動修改管架定位點的位置。

4 輸出報告

SP3D有兩種出報告方式，第一種是在工具欄Tools下面的Run Report，第二種是在設計模塊Tasks下面的Drawings and Reports。兩者的使用的模板是一樣的，不同的是報告的存儲位置。Run Report生成的報告在本地的電腦上，而Drawings and Reports的報告是在服務器上。使用軟件里面的模板，Run Report可隨時輸出用戶想要的報告，例如輸出管架號，可用來比對校核管架號是否正確；輸出材料匯總表，簡要匯總材料。

5 發展趨勢

現在的工程項目為了最大節約成本，在保證設計質量時也追求效率。撬塊化[2]或模板化[3]建設可以很好的提高效率。對于類似或相同工藝包的項目，導入之前的設計成品模塊，在這個基礎按新的工藝要求進行修改，比重新建模的速度快，而且可以沿用原來已經校審的成果，也是保證設計質量。三維設計軟件的二次開發[4]，按需要定制，更能提供效率。

隨著信息化的發展，設計成果數字化交付是一個趨勢。工藝專業可以使用的Smart Plant P&ID進行PID繪制，根據PID的輸入得到各種數據。PID的工藝數據傳遞到3D軟件中，提三維設計提供數據[3]，管道設計時直接讀取PID管線的管線數據用于配管設計，PID上的閥門等元件也可關聯到3D材料數據庫選用材料，配合配管專業對模型進行一致性檢查等。在大型的項目中，可以減少很多工作量。

6 結語

工欲善其事，必先利其器。SP3D的許多功能在各模塊之間是通用的，Microsoft Windows風格的界面讓用戶容易學習上手。設計過程是實時自動保存，也避免因電腦故障，停電等原因沒有保存造成的重復工作。直觀、實時的三維渲染可發現模型錯誤，設計中的錯漏、碰撞等問題。在使用SP3D三維軟件建模過程中，不斷積累建模技巧，總結經驗[5]，熟練使用SP3D三維軟件，快速又準確的建立三維模型，可以提高設計效率，節約時間，保證設計質量。

[1] 耿晶晶.SmartPlant 3D概述及其在化工設計中的應用[J].石油化工建設，2011,33(3):48-50.

[2] 隋倩倩.SP3D在撬塊化設計中的應用[J].化工設計通訊，2016(4):183-184.

[3] 康正華.SP3D在模塊化設計中的應用[J].上海化工，2015,40(6):17-18.

[4] 張晨征.三維設計軟件的二次開發[J].智能電網， 2015,3(02):170-172.

[5] 陸 洋.Smart Plant 3D軟件在石化設計中的應用[J].化工設計，2015,25(6):40-42.